Так, при Xg = 0 САР является астатической по отношению к задающему воздействию. Понятия астатизма относятся к установившемуся состоянию, к какому-либо воздействию.
Система автоматического регулирования уровня воды в баке при следующем исполнении из статической превращается в астатическую (рис. 6, б, г). В этой системе при изменении положения вентиля 5 поплавок 1, опускаясь, замыкает средний контакт с верхним или нижним контактами 7, и двигатель вращается до тех пор, пока контакты не разомкнутся. Контакты размыкаются только при достижении уровнем жидкости своего прежнего значения (с учетом зоны нечувствительности, обусловленной расстоянием между контактами). Следовательно, ошибка в системе должна быть равной нулю.
Для астатической системы
,
т. е. скорость изменения отклонения выходной величины пропорциональна отклонению входной величины. Поэтому астатический закон регулирования называют скоростным.
Для оценки отклонения служит коэффициент (степень) неравномерности выходной величины, или статическая ошибка.
(2)
И коэффициент статизма
(3)
А с учетом нечувствительности системы характеристика управления выражается следующим образом:
, (5)
Если во всем диапазоне управления величины 
и Кст=0, то такое управление называется астатическим, а автоматическая система – астатической
| Характеристики САР | Статическая | Астатическая |
| 1 Любому возмущения f соответствует нулевое значение статической ошибки | Равновесие системы наступает при различных значениях регулируемой величины, которым соответствует определенное положение регулирующего органа | Равновесие системы наступает всегда при одном и том же значении регулируемой величины |
| 2 Одному и тому же значению регулируемой величины соответствует различные положение регулирующего органа | Каждому значению возмущения f соответствует свое значение статической ошибки или регулирующего параметра |
Адаптивные системы – могут изменять свои параметры и структуру. Адаптивные системы с изменением значений параметров называют самонастраивающимися, а с изменением структуры управления – самоорганизующимися
Следящая система предназначена для изменения управляемой величины в зависимости от значения (или в соответствии со значением) неизвестной заранее переменной величины на входе автоматической системы. К следящим системам относятся автоматические системы вождения тракторов и самоходных машин по следу маркера; системы согласования вращения валов; системы поиска экстремума (определения знака dy/dx).
Программные системы предназначены для изменения регулируемой величины g по известному закону в функции времени t или какой-либо другой величины z:
— временная программа;
— параметрическая программа.
Параметрические программы могут зависеть не только от одной, но и от нескольких величин –Z1, Z2, Z3 (пространственное программирование).
Примеры программных систем: регулирования температуры в сушильном шкафу, система программного управления скреперными установками для удаления навоза и др.
По алгоритма управления
В Разомкнутых автоматических системах выходная величина объекта y(t) не измеряется, т. е. отсутствует контроль состояния объекта. Следовательно, в этих системах отсутствует обратная связь между выходом объекта и входом управляющего устройства. Разомкнутые системы пригодны лишь при достаточно высокой стабильности ее параметров и невысоких требованиях по точности (системы сигнализации контроля, торможения, торговые автоматы).
В Замкнутых автоматических системах управляющее воздействие u(t) формируется в непосредственной зависимости от управляемой величины y(t). Поэтому они называются также системами с обратной связью или с управлением по отклонению.
Кроме разомкнутых и замкнутых систем применяются и комбинированные системы автоматического управления, объединяющие замкнутую систему управления по отклонению и разомкнутую систему по внешнему возмущению.
Исторически первым был предложен принцип управления По отклонению (принцип Ползунова) рисунок 5. Основная задача любой САУ состоит в выполнении равенства 
с той или иной степенью точности, т. е. при работе САУ возникает ошибка или отклонение 
. При идеальной работе САУ 
для всех моментов времени. Для реальных систем при условии 
задача может заключаться лишь в уменьшении этой ошибки до допустимого значения. В общем случае такие системы должны иметь задающий, чувствительный и сравнивающий элементы.
Рисунок 7 — Принцип управления по отклонению
Принцип управления по возмущению (компенсация) (рисунок 8) называют принципом Понселе — Чиколева (по имени французского и русского ученых). Суть его заключается в следующем: для компенсации вредного влияния какого-либо возмущения f необходимо измерить это возмущение и в зависимости от результатов измерения осуществить управляющее воздействие на объект, обеспечивающее изменение управляемой величины по требуемому закону или поддержание ее на заданном уровне формировании управляющего воздействия с компенсацией действия на объект.
Рисунок 8 - Принцип управления по возмущению
Для реализации этого принципа в состав САУ должны входить (рисунок 8): чувствительный элемент и исполнительный механизм, а между ними могут быть различные промежуточные элементы (усилители, преобразователи и др.) Покажем это на блок-схеме:
По закону управления
Законом регулирования U = f(x) называется зависимость между управляющим воздействием и отклонением действительного значения регулируемого параметра от заданного значения без учета инерционности элементов. По закону управления САУ подразделяются на:
· пропорциональные;
· интегральные;
· пропорционально - интегральные;
· пропорционально - дифференциальные;
· пропорционально - интегральные - дифференциальные.
Пропорциональный закон (П) регулирования характеризуется пропорциональной зависимостью между выходной и входной координатой (рис.9, а):
(6)
а) б) в) г)
Рисунок 9 - Законы регулирования САУ
Интегральный закон (И) регулирования устанавливает пропорциональную зависимость между скоростью изменения регулирующего воздействия и ошибкой. При этом регулирующее воздействие получается пропорциональным интегралу от ошибки по времени (рис.9, б):
(7)
Пропорционально — интегральный (ПИ) закон объединяет два закона регулирования: пропорциональный и интегральный (рис.9, в), а выходная и входная величины связаны соотношением:
(8)
Регулирование по пропорционально — интегральному закону называется изодромным регулированием и сочетает в себе высокую точность от интегрального регулирования и большое быстродействие от пропорционального закона.
Пропорционально — интегрально – дифференциальный (ПИД) закон объединяет три закона регулирования и математически выражается (рис. 7, д):
(9)
По характеру управления
В процессе работы любой системы автоматического управления величины x (вход) и у (выход) изменяются во времени. Динамика процесса преобразования сигнала в звене описывается некоторым уравнением у = f(х) или экспериментально снятой характеристикой. По характеру динамических процессов системы делятся на непрерывные и дискретные.
Непрерывные системы – это системы, у которых в каждом звене непрерывному изменению входной величины соответствует непрерывное изменение выходной величины.
В качестве непрерывных систем можно привести: САР уровня воды в котле паровой машины, система стабилизации напряжения генератора постоянного тока, САР регулирования температуры в сушильном шкафу, САР температуры электрообогреваемых ковриков для обогрева поросят и др.
Дискретные системы – это системы, у которых хотя бы в одном звене при непрерывном изменении входной величины, выходная изменяется не непрерывно (импульсами, ступенями и т. п.). К ним относятся импульсные, релейные и цифровые системы.
Процесс преобразования непрерывной величины в дискретную называется квантованием (дроблением). Существуют три вида квантования:
· квантование по уровню соответствует фиксации дискретных уровней сигнала в момент пересечения кривой непрерывного сигнала линий равноотстоящих уровней, т. е. осуществляется в произвольные моменты времени (рисунок 10 а).
· квантование по времени соответствует фиксации дискретных моментов времени, в которые уровни сигнала могут принимать произвольные значения (рис. 10 б).
· при квантовании по времени и уровню непрерывный сигнал заменяется дискретными значениями через равные промежутки времени, но при этом выделяется ближайший уровень непрерывного сигнала (рис. 10 в), В зависимости от характера квантования входных сигналов все дискретные элементы разделяются на импульсные, релейные, релейно-импульсные или цифровые.
Рисунок 10 - Дискретное управление
Выводы
1. В зависимости от функций, выполняемых автоматическими устройствами автоматизация подразделяется на: автоматический контроль, автоматическую защиту, дистанционное управление и автоматическое управление.
2. Системы автоматизации классифицируются по: алгоритму функционирования; взаимодействию регулятора и объекта; принципу регулирования; закону управления, характеру управлени